高中生物學(xué)專題復(fù)習(xí)課中學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)途徑
——以“生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能”復(fù)習(xí)為例

尹利軍 張 瑜 翁 妍

(河北省遷安市第一中學(xué)西校區(qū) 遷安 064404)

教學(xué)實(shí)踐中，筆者嘗試在高三專題復(fù)習(xí)課中以問(wèn)題為引導(dǎo)，拓展學(xué)生思維，有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的幾個(gè)維度。本文以“生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能”復(fù)習(xí)為例加以總結(jié)分析，供教學(xué)參考。

1 通過(guò)構(gòu)建概念圖進(jìn)行重要概念比較，建構(gòu)生命觀念

生物學(xué)核心概念對(duì)學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)具有引領(lǐng)作用，在課堂教學(xué)中，教師要幫助學(xué)生正確理解生物學(xué)重要概念，一方面需要向?qū)W生提供各種豐富的、有代表性的事實(shí)來(lái)為學(xué)生的概念形成提供支撐；另一方面，教師組織的教學(xué)活動(dòng)應(yīng)克服讓學(xué)生停留在記住一些零散的生物學(xué)事實(shí)的層面上，要通過(guò)對(duì)事實(shí)的抽象和概括，幫助學(xué)生建立生物學(xué)概念，并以此來(lái)建構(gòu)合理的知識(shí)框架，為學(xué)生能夠在新情境下解決相關(guān)問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。

在高考命題中，生命觀念考查主要是通過(guò)對(duì)生物核心概念的理解、遷移和運(yùn)用能力等方面進(jìn)行[1]。在“生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能”復(fù)習(xí)中，為落實(shí)教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生能建構(gòu)生物體結(jié)構(gòu)與功能統(tǒng)一的生命觀念，教師設(shè)計(jì)以概念為中心的系列問(wèn)題串： ①生物膜系統(tǒng)的概念是什么，它包含的結(jié)構(gòu)有哪些？②細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有什么，這種結(jié)構(gòu)與細(xì)胞膜的功能關(guān)系是怎樣的？③從膜結(jié)構(gòu)的有、無(wú)角度對(duì)細(xì)胞器進(jìn)行分類，并回想它們的功能是什么？④與能量代謝有關(guān)的細(xì)胞器、與細(xì)胞增殖有關(guān)的細(xì)胞器、與抗體合成有關(guān)的細(xì)胞器、含核酸的細(xì)胞器(能發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì))，及與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸有關(guān)的細(xì)胞器有哪些？⑤比較葉綠體和線粒體的異同點(diǎn)，說(shuō)明其適應(yīng)功能的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。讓學(xué)生在問(wèn)題串的引導(dǎo)下，利用學(xué)案自主構(gòu)建概念圖(圖1)，并通過(guò)小組說(shuō)圖形式，引導(dǎo)學(xué)生從生物學(xué)核心概念到一般概念的知識(shí)梳理，并根據(jù)概念圖強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，強(qiáng)調(diào)學(xué)生易混易錯(cuò)的知識(shí)。通過(guò)概念比較，讓學(xué)生在理解知識(shí)基礎(chǔ)上辨別概念，記憶知識(shí)，并通過(guò)典例分析與應(yīng)用，提升學(xué)生的解題能力。

圖1 生物膜系統(tǒng)組成及各結(jié)構(gòu)功能概念圖

例題(2018年全國(guó)Ⅰ卷1題)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能存在密切的聯(lián)系。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(D)

A. 葉綠體的類囊體膜上存在催化ATP合成的酶

B. 溶酶體膜破裂后釋放出的酶會(huì)造成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞

C. 細(xì)胞的核膜是雙層膜結(jié)構(gòu)，核孔是物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道

D. 線粒體DNA位于線粒體外膜上，編碼參與呼吸作用的酶

例題以生命觀念中的結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀為命題依據(jù)，考查生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。學(xué)生利用課堂中構(gòu)建的概念模型，用生物學(xué)的生命觀念為主要推斷依據(jù)，利用比較和綜合的方法進(jìn)行選項(xiàng)分析，可發(fā)現(xiàn)D選項(xiàng)中“線粒體DNA位于線粒體外膜上”應(yīng)為線粒體DNA位于線粒體基質(zhì)中,這樣在建構(gòu)生命觀念基礎(chǔ)上，提升自己的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力。

2 通過(guò)歸納和概括、分析與綜合和建立模型等方式運(yùn)用知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

在復(fù)習(xí)生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能中，為了讓學(xué)生充分理解、熟知生物膜系統(tǒng)中各組分的功能，在學(xué)生熟知生物膜系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，首先讓學(xué)生根據(jù)人教版高中生物必修1第49頁(yè)圖示和文字提示，自主構(gòu)建圖2所示的生物膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)間的聯(lián)系模型，理解細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)間的協(xié)調(diào)關(guān)系。

由于高三學(xué)生已經(jīng)具備了細(xì)胞膜等生物膜結(jié)構(gòu)和功能知識(shí)，具備了一定的歸納、概括和綜合分析能力，學(xué)生能根據(jù)教師提供的相應(yīng)素材，自己構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，利用科學(xué)思維方法，形成細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)、物質(zhì)與能量觀的生命觀念。在本節(jié)復(fù)習(xí)中，教師設(shè)計(jì)問(wèn)題導(dǎo)向的教學(xué)活動(dòng)： ①根據(jù)教材分泌蛋白合成和分泌過(guò)程圖，繪出分泌蛋白合成和分泌過(guò)程流程圖；②根據(jù)提供的細(xì)胞各結(jié)構(gòu)間功能聯(lián)系(圖3左上)，補(bǔ)充繪制的流程圖，重點(diǎn)區(qū)分不同類型的核糖體合成蛋白質(zhì)的去向；③根據(jù)分子的大小，說(shuō)出細(xì)胞膜進(jìn)行控制物質(zhì)運(yùn)輸功能中的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式和特點(diǎn)。讓學(xué)生自主構(gòu)建概念模型圖，并通過(guò)學(xué)習(xí)小組研究討論，師生共同構(gòu)建如圖3所示的概念模型。

在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，始終發(fā)揮學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生在自主—探究活動(dòng)中掌握知識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的歸納和概括能力，在分析與綜合、歸納和概括知識(shí)及建立模型過(guò)程中逐漸形成知識(shí)邏輯，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力[2]。

圖3 生物膜系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)間功能聯(lián)系的概念模型

3 在探究活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，《普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試生物大綱(2018年)》考核目標(biāo)與要求中關(guān)于實(shí)驗(yàn)與探究能力，與新課標(biāo)中科學(xué)探究的要求(能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問(wèn)題，針對(duì)特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及對(duì)結(jié)果的交流與討論的能力)一致。新課標(biāo)認(rèn)為，以探究為特點(diǎn)的課堂教學(xué)會(huì)直接影響核心素養(yǎng)中“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”的落實(shí)，也會(huì)間接影響另外兩個(gè)核心素養(yǎng)的達(dá)成。因此，在課堂教學(xué)中教師應(yīng)該設(shè)計(jì)合理的情境，提供更多的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生對(duì)生物學(xué)現(xiàn)象或問(wèn)題進(jìn)行探究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究能力[3]。在復(fù)習(xí)生物膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能中，為了提升學(xué)生科學(xué)探究能力，教師依據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際設(shè)計(jì)如下探究問(wèn)題： ①探究細(xì)胞膜的主要成分；②探究細(xì)胞膜物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式及特點(diǎn)；③探究細(xì)胞膜是否為選擇透過(guò)性膜；④分泌蛋白合成和分泌過(guò)程探究。要求學(xué)生根據(jù)題目，自選材料和用具進(jìn)行相關(guān)探究方向的設(shè)計(jì)思路的梳理。根據(jù)課堂情況最終總結(jié)學(xué)生的探究活動(dòng)思路(表1)，如果條件允許，還可通過(guò)學(xué)習(xí)小組進(jìn)行相關(guān)探究活動(dòng)。

表1 生物膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

4 利用學(xué)習(xí)與生物膜相關(guān)的生物科技熱點(diǎn)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任

在本節(jié)復(fù)習(xí)中，教師在課堂激趣導(dǎo)入環(huán)節(jié)中，引導(dǎo)學(xué)生回顧有關(guān)細(xì)胞生物膜系統(tǒng)的科研成果及在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用實(shí)例，學(xué)生積極思考，舉出如農(nóng)業(yè)上培養(yǎng)抗寒和抗旱的農(nóng)作物知識(shí)、解決我國(guó)淡水資源短缺的海水淡化問(wèn)題、世界醫(yī)療難題“尿毒癥病因與治療”和“糖尿病介紹與胰島素治療原理”(圖4、5)等，教師依據(jù)這些素材設(shè)計(jì)相應(yīng)的問(wèn)題： 尿毒癥患者透析原理運(yùn)用了高中生物學(xué)的什么知識(shí)？據(jù)圖分析胰島素作用原理是什么？如何治療不同類型糖尿??？讓學(xué)生根據(jù)鮮活的素材或?qū)嵗治鐾评?、遷移生物學(xué)知識(shí)，解決這些與民生相關(guān)的生物學(xué)知識(shí)和問(wèn)題，提升對(duì)知識(shí)運(yùn)用能力。

同時(shí)利用所學(xué)知識(shí)在家庭和社會(huì)上宣傳健康的生活方式和習(xí)慣，樹(shù)立關(guān)愛(ài)生命的意識(shí)。

圖4 血液透析過(guò)程圖示

圖5 胰島素調(diào)節(jié)血糖機(jī)制圖示